專利名稱：金屬礦石還原單質(zhì)的方法及專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及礦石冶煉，特別是金屬礦石還原單質(zhì)的方法；本發(fā)明還涉
及專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備。
(二)
背景技術(shù)：
目前冶金行業(yè)在對(duì)金屬礦石還原相應(yīng)金屬單質(zhì)時(shí)， 一般是將金屬礦石 與還原劑、粘合劑等粉碎、混合后，即直接進(jìn)行燒結(jié)和還原焙燒，例如
申請(qǐng)?zhí)枮?00710126511.8，名稱為《采用鼓風(fēng)爐制備高鎳材料的生產(chǎn)工
藝》的中國(guó)發(fā)明專利，它公開了一種采用鼓風(fēng)爐制備高鎳材料的生產(chǎn)工藝，
該生產(chǎn)工藝是將無煙煤、石灰石、紅土鎳礦分別進(jìn)行烘干、粉碎、篩分； 然后將篩分得到的無煙煤、石灰石、紅土鎳礦按比例進(jìn)行混合得到混合物 料；將混合物料進(jìn)行燒結(jié)，然后將燒結(jié)物進(jìn)行粉碎、熱篩分、冷篩分得到 燒結(jié)鎳礦；將燒結(jié)鎳礦、焦炭按比例分別裝入定量料斗，送入鼓風(fēng)爐內(nèi)進(jìn) 行預(yù)熱、高溫還原熔煉，此過程中需定時(shí)排渣，定時(shí)出產(chǎn)品，所得產(chǎn)品即 為高鎳材料。但實(shí)際上，將燒結(jié)物再粉碎入爐其工藝存在下述問題首先， 低溫?zé)Y(jié)再粉碎只能浪費(fèi)能耗，而高溫還原磁選進(jìn)鼓風(fēng)爐，粉末將吹損； 此外，將還原熔煉好的物料直接取出待其冷卻，會(huì)出現(xiàn)二次氧化問題。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將公開成本低廉、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、還原效果好的金屬礦石還原 單質(zhì)的方法；本發(fā)明還將公開專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備。 本發(fā)明所述金屬礦石還原單質(zhì)的方法，其步驟如下
1) 取金屬礦石、還原劑、粘合劑破碎，將它們的破碎物混合均勻； 其中，本發(fā)明所述方法最適用于錳礦還原單質(zhì)錳，或鎳礦還原單質(zhì)鎳
等金屬單質(zhì)，當(dāng)然也可以用于其它金屬礦石還原相應(yīng)金屬單質(zhì)，特別適合 應(yīng)用于低品位金屬礦石；所述金屬礦石與還原劑、粘合劑的用量配比按重 量份一般為，金屬礦石:還原劑:粘合劑二 1 : 0.1 0.2 : 0.01 0.05; 所述還原劑可采用煤碳或焦粉等現(xiàn)有常用的還原劑；而粘合劑也可采用現(xiàn) 有常用的粘合劑，如石灰，或硅酸鈉，或泥土等； 一般來說，最好將金屬 礦石與還原劑、粘合劑破碎至50 150目；
2) 所得的混合破碎物制成球團(tuán)狀的物料； 一般來說，可將混合破碎 物制成直徑10 25mm的球團(tuán)；
3) 所得的物料先進(jìn)行干燥，再置于800 130(TC環(huán)境中還原焙燒1 2小時(shí)； 一般來說，所得的物料先于200 500'C中烘干15 60分鐘，再 進(jìn)行還原焙燒；
4)焙燒后的物料置于無氧環(huán)境中進(jìn)行冷卻，即得到金屬單質(zhì)。 根據(jù)本發(fā)明所述的金屬礦石還原單質(zhì)方法而專門設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè) 備，可以將水泥生產(chǎn)線加以改造而成。根據(jù)水泥生產(chǎn)工藝安排的水泥生產(chǎn) 線，包括粉碎機(jī)、提升機(jī)、混料料倉(cāng)、成球機(jī)、立窯、裝卸料裝置等，而 在本發(fā)明還原焙燒設(shè)備中，主要是對(duì)立窯進(jìn)行改造，其次是加裝烘干機(jī)。
1、 立窯進(jìn)行改造
① 、利用立窯腰風(fēng)管，將連接風(fēng)機(jī)的腰風(fēng)管提升至立窯上部，使立窯 的頂部成為燃燒帶;將立窯內(nèi)壁下部改為雙層內(nèi)外壁，并將耐火磚去掉而砌 上鐵磚，鐵磚內(nèi)壁外設(shè)水冷卻循環(huán)系統(tǒng)，使立窯的下部成為冷卻帶；燃燒 帶和冷卻帶之間的立窯中段變?yōu)榕酂龓А?br> ② 、所述風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用變頻電機(jī)，在立窯燃燒帶增設(shè)熱電耦裝 置利用微機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)力大小以控制溫度。
③ 、所述水冷卻循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有熱電耦裝置，以便測(cè)量溫度、控制水
④ 、布料機(jī)需使用耐高溫材料以應(yīng)對(duì)經(jīng)烘干的高溫物料。
⑤ 、另將立窯出口處設(shè)置的圓塔篦、圓塔篦的托盤和動(dòng)靜鱷板改為耐 高溫的圓塔篦、圓塔篦的托盤和動(dòng)靜鱷板。
2、 在成球機(jī)和立窯之間增設(shè)烘干機(jī)，烘干機(jī)的出口接立窯進(jìn)口處的 布料機(jī)；立窯的煙道連通烘干機(jī)，利用立窯煙道的余熱補(bǔ)充烘干機(jī)熱量， 避免煙道余熱直接的排放而污染環(huán)境、浪費(fèi)能量。
3、 立窯頂部和卸料裝置中設(shè)布袋除塵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)無塵生產(chǎn)和裝卸。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)
1、 本發(fā)明所述金屬礦石還原單質(zhì)的方法可對(duì)高低品位的錳、鎳等多 種金屬礦石進(jìn)行還原單質(zhì)，其生產(chǎn)成本較低，工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)量 高。而且先將原料成團(tuán)后再進(jìn)行還原焙燒，解決了粉礦入爐影響爐況，增 加能耗和粉末透氣性差無法冶煉等問題；此外，物料在冷卻過程中不會(huì)出 現(xiàn)二次氧化，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
2、 專門為上述方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備，利用水泥生產(chǎn)線(特別是 20萬噸以下小水泥生產(chǎn)線)改造而成，可以避免類似設(shè)備浪費(fèi)，節(jié)省大量 的建設(shè)資金；在水泥生產(chǎn)線中，只要花少量的資金局部對(duì)立窯進(jìn)行改造， 增加烘干機(jī)即可投產(chǎn)使用，建設(shè)周期短、投資回收期快。


圖1為本發(fā)明金屬礦石還原焙燒設(shè)備的一種實(shí)施方式中燒成系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)示意圖。
圖2為圖1燒成系統(tǒng)中立窯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖號(hào)標(biāo)識(shí)1、立窯；2、腰風(fēng)管；3、燃燒帶；4、鐵磚；5、水冷卻
循環(huán)系統(tǒng)；6、冷卻帶；7、焙燒帶；8、烘干機(jī)；9、布料機(jī)；10、煙道; 11、圓塔篦；12、動(dòng)靜鱷板；13、成球盤；14、窯罩。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
本發(fā)明金屬礦石還原焙燒設(shè)備按照本發(fā)明金屬礦石還原金屬單質(zhì)的 工藝方法配置，可以使用目前水泥生產(chǎn)流水線改造而成。
以還原錳礦為例，該生產(chǎn)工藝的流程可分為如下幾個(gè)工序
1、 原料準(zhǔn)備及破碎工序?qū)?000克錳含量25%的錳礦石、100克焦 粉、10克硅酸鈉送到破碎機(jī)內(nèi)破碎至50目，用輸送機(jī)將破碎后的物料送
到磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行研磨，使錳礦石、硅酸鈉、焦粉混合均勻，研磨后所得的混
合物料經(jīng)輸送機(jī)提升到高位料倉(cāng)，再由輸送機(jī)送到儲(chǔ)存料倉(cāng)；
2、 成球、干燥和自動(dòng)裝料工序先將混合物料在成球機(jī)內(nèi)制成球團(tuán) 狀，再置于烘干機(jī)中在400'C烘干15分鐘，然后給料系統(tǒng)將烘干后的球團(tuán) 均勻散布在立窯內(nèi)；所述球團(tuán)的直徑為25mm;
3、 還原焙燒工序此工序在立窯內(nèi)完成，將立窯溫度升至125(TC， 讓烘干后的球團(tuán)在立窯中還原焙燒l小時(shí)，然后于無氧環(huán)境中冷卻后出窯， 燒損為1. 2:1，所得球團(tuán)含錳量約30%。
上述生產(chǎn)工藝中以2、 3點(diǎn)為重點(diǎn)，對(duì)水泥生產(chǎn)線的改造以此為依據(jù)。 首先設(shè)置烘干機(jī)8，烘干機(jī)8設(shè)置于成球盤13與立窯1之間，由傳送
帶將成球盤13出來的物料輸送至烘干機(jī)8，烘干機(jī)8的出口連通立窯1
進(jìn)口處的布料機(jī)9，如圖1所示。
其次是對(duì)立窯l的改進(jìn)，如圖2所示。
1、 在水泥生產(chǎn)中立窯1的腰風(fēng)管2基本不用，而在本發(fā)明中卻要充 分利用立窯1的腰風(fēng)管2，將腰風(fēng)管2上提并連通風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī) 為可以調(diào)節(jié)風(fēng)力控制溫度的變頻電機(jī)，在立窯燃燒帶增設(shè)熱電耦裝置利用 微機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)力大小以控制溫度，風(fēng)機(jī)鼓風(fēng)進(jìn)入，使立窯1的腰風(fēng)管2以上 的頂部成為燃燒帶3。
2、 立窯1內(nèi)壁的下部原為耐火磚，現(xiàn)將耐火磚除去而換上鐵磚4;鐵 磚4內(nèi)壁外設(shè)置水冷卻循環(huán)系統(tǒng)5，水冷卻循環(huán)系統(tǒng)5為環(huán)抱鐵磚4內(nèi)壁 的筒體，筒體的上部設(shè)置進(jìn)水管，筒體的下部設(shè)置出水管，進(jìn)水或者出水 管路上設(shè)置有熱電耦裝置；由此使立窯1的下部成為冷卻帶6。
3、 燃燒帶3與冷卻帶6之間的中段部分為立窯1焙燒帶7。
4、 立窯1進(jìn)口處的窯罩14引出煙道10，在本發(fā)明中，煙道10接通 烘干機(jī)8。
八5、在本發(fā)明中，布料機(jī)9、立窯l出口處的圓塔篦ll、圓塔篦ll的 托盤和圓塔篦11和立窯1內(nèi)壁上的動(dòng)靜鱷板12均具有耐高溫的特性。 6、在本發(fā)明中，于立窯l出口處設(shè)置布袋除塵系統(tǒng)。
實(shí)施例2:
以還原鎳礦為例，該生產(chǎn)工藝的流程可分為如下幾個(gè)工序
1、 原料準(zhǔn)備及破碎工序?qū)?000克鎳含量為1.3%的鎳礦石、200克
焦粉、50克石灰送到破碎機(jī)內(nèi)破碎至150目，用輸送機(jī)將破碎后的物料送
到磨機(jī)內(nèi)進(jìn)行研磨，使錳礦石、還原劑、脫硫劑混合均勻，研磨后所得的
混合物料經(jīng)輸送機(jī)提升到高位料倉(cāng)，再由輸送機(jī)送到儲(chǔ)存料倉(cāng)；
2、 成球、干燥和自動(dòng)裝料工序先將混合物料在成球機(jī)內(nèi)制成球團(tuán)
狀，再置于烘干機(jī)中在20(TC烘干60分鐘，然后給料系統(tǒng)將烘干后球團(tuán)均 勻散布在立窯內(nèi)；所述球團(tuán)的直徑為10mm;
3、 還原焙燒工序此工序在立窯內(nèi)完成，將立窯溫度升至80(TC，讓 烘干后的球團(tuán)在立窯中還原焙燒2小時(shí)，然后于無氧環(huán)境中冷卻后出窯， 燒損為1.4:1，所得球團(tuán)含鎳量約1. 6%。
本實(shí)施例中，所采用的金屬礦石還原焙燒設(shè)備與實(shí)施例1中所述的金 屬礦石還原焙燒設(shè)備相同。
權(quán)利要求
1、金屬礦石還原單質(zhì)的方法，其步驟如下1)取金屬礦石、還原劑、粘合劑破碎，將它們的破碎物混合均勻；2)所得的混合破碎物制成球團(tuán)狀的物料；3)所得的物料先進(jìn)行干燥，再置于800～1300℃環(huán)境中還原焙燒1～2小時(shí)；4)焙燒后的物料置于無氧環(huán)境中進(jìn)行冷卻，即得到金屬單質(zhì)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬礦石還原單質(zhì)的方法，其特征在于-步驟l)中，所述礦石為錳礦或鎳礦。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬礦石還原單質(zhì)的方法，其特征在 于-步驟3)中，將干燥后的物料置于900 125(TC環(huán)境中還原焙燒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬礦石還原單質(zhì)的方法，其特征在 于步驟3)中，所述干燥是將所得的物料置于200 50(TC中烘干15 60 分鐘。
5、 金屬礦石還原焙燒設(shè)備，包括立窯在內(nèi)的水泥生產(chǎn)線，其特征在 于立窯(1)的腰風(fēng)管(2)外接風(fēng)機(jī)，使立窯(1)的頂部成為燃燒帶(3);立窯(1)內(nèi)壁的下部砌鐵磚(4)，與鐵磚(4)內(nèi)壁對(duì)應(yīng)的立窯(1) 外壁設(shè)水冷卻循環(huán)系統(tǒng)(5)，使立窯(1)的下部成為冷卻帶(6);處于 燃燒帶(3)和冷卻帶(6)之間的立窯(1)中段則為培燒帶(7)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的金屬礦石還原焙燒設(shè)備，其特征在于增 設(shè)烘干機(jī)(8)，烘干機(jī)(8)的出口接立窯(1)進(jìn)口處的布料機(jī)(9)，立 窯(1)的煙道(10)連通烘干機(jī)(8)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的金屬礦石還原焙燒設(shè)備，其特征在于:① 、風(fēng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)為變頻電機(jī)，立窯(1)燃燒帶(3)增設(shè)熱電耦 裝置，利用微機(jī)調(diào)節(jié)腰風(fēng)風(fēng)力大小以控制溫度。② 、水冷卻循環(huán)系統(tǒng)(5)中設(shè)有測(cè)量溫度、控制水量的熱電耦裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬礦石還原單質(zhì)的方法及專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備，金屬礦石還原單質(zhì)的方法，其步驟如下1)取礦石、還原劑、粘合劑破碎，將它們的破碎物混合均勻；2)所得的混合破碎物制成球團(tuán)狀的物料；3)所得的物料先進(jìn)行干燥，再置于800～1300℃環(huán)境中還原焙燒1～2小時(shí)；4)焙燒后的物料置于無氧環(huán)境中進(jìn)行冷卻，即得到金屬單質(zhì)。專門為該方法設(shè)計(jì)的還原焙燒設(shè)備是利用改造現(xiàn)有水泥生產(chǎn)線而成，主要是對(duì)立窯進(jìn)行改造，其次是加裝烘干機(jī)。本發(fā)明所述金屬礦石還原單質(zhì)的方法可對(duì)高低品位的錳、鎳等多種金屬礦石進(jìn)行還原單質(zhì)，其生產(chǎn)成本較低，工藝簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)單，產(chǎn)量高，也提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。
文檔編號(hào)C22B1/00GK101177729SQ20071005073
公開日2008年5月14日 申請(qǐng)日期2007年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月7日
發(fā)明者洋 汪 申請(qǐng)人:洋 汪